基于联合收割机外罩的高光无痕注塑成型技术研究

李振明　董征莲

摘 要：联合收割机外罩产品结构属于大型薄壁类零件，外观面的要求美观，并且硬度要求要高，具有一定的耐刻划性。高光无熔痕注塑成型技术，又叫做快速热循环注塑（RHCM），利用该技术，可以不进行后续的喷涂工序，这样既减少了因喷涂造成的环境污染，又节省了二次加工的费用，降低了生产成本，实现了塑件产品的绿色生产。

关键词：农机行业；高光无痕注塑成型技术RHCM；绿色生产

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.21.051

0 引言

随着塑料产品应用领域的不断拓展，农机行业的塑料覆盖件应用范围也越来越广泛。据统计，到2017年底，潍坊市农机总值达到92亿元，比去年增长5%；农机总动力达到980万千瓦，比去年增长2%，拖拉机17.9万台，联合收获机2.55万台。

以联合收割机外罩为例，此产品结构属于大型薄壁类零件，外观面要求没有银纹、开裂、变形、熔接痕等注塑缺陷，而且外观精美、光洁，并且注塑件的材质硬度要求高，外观具有一定的耐刻划性。传统的注塑工艺，目前很难满足这些要求，并且模具温度不好控制，注塑周期长，因此，新的注塑技术的引入将成为必要。

1 高光无熔痕注塑成型技术

高光无熔痕注塑成型技术，是近年来新兴的一种注塑技术，又被称作快速热循环注塑（RHCM）。这种技术是采用快速加热和快速冷却注塑模具及动态温控装置，并对模具温度实行闭环控制的注塑成型技术。通过使用该技术，可以减少注塑件表面的熔接痕、流痕、表面浮纤等缺陷，可以不进行后续的喷涂工序，这样既减少了因喷涂造成的环境污染，又节省了二次加工的费用，降低了生产成本，实现了塑件产品的绿色生产。

2 高光无痕注塑成型技术在联合收割机外罩中的应用

在成型周期方面，高光无熔痕注塑成型（RHCM）的工艺过程与传统常规注塑基本一致，都是分为合模、熔胶、射胶、保压、冷却、开模、制品取出等7 个阶段。高光无熔痕注塑成型（RHCM）技术工艺过程有如下表现：一是在模具的快速加热阶段，通过利用动态温度控制系统，使模具温度快速上升到聚合物的熔点或热变形温度以上；二是需要将高温维持一定的时间，从而保证了塑料熔体良好的充模状态；三是熔体的注射阶段，将聚合物的熔体注射到模具的型腔之中，要一直使模具保持较高的温度，防止了注射和保压过程中熔体的过早冷却；四是高压保持之后将进入冷却阶段，快速冷却已定型的聚合物熔体，将聚合物熔体温度迅速降低到塑料顶出温度以下；最后阶段，打开模具，取出塑件产品。

通过以上工艺过程，可以看出高光无熔痕注塑成型（RHCM）的关键技术主要在于预先优化注塑模设计方案、产品工艺结构、注塑模具结构和模具温度控制机构，联合收割机外罩的RHCM技术可以研究以下内容：

（1） 改进联合收割机外罩的注塑工艺结构。良好的结构工艺性是获得合格制品的前提，因此，联合收割机外罩的注塑外观质量，不仅与注塑模具结构和注塑成型工艺有关，还取决于产品本身的结构设计是否符合成型的工艺性要求。本项目中，我们也将继续优化联合收割机外罩的工艺结构设计，尽可能满足高光无熔痕注塑成型要求。

（2）联合收割机外罩模具冷却系统设计研究。RHCM注塑成型工艺过程中，对于模具加热温度要求较高，这样将大大延长冷却时间。为了保证产品的生产效率，这需要改进模具浇注结构、冷却系统等影响产品的关键结构。可以利用模流分析软件，提前做好浇注系统、冷却系统的设计和优化，从而提高产品的外观质量。

（3）联合收割机注塑成型生产线构建技术研究。RHCM注塑成型工艺过程中，模具需要高热和快速冷却，传统的高压水冷控制系统，远远不能满足要求，因此，考虑注塑生产线需要引入模温机来控制模具温度。现在注塑模具的模温机一般分油温机和水温机两大类，控温精度可以达到±0.1℃。考虑目前注塑生产线都是水冷，可以引入水温机来控温。

3 高光无痕注塑成型技术在企业的引入应用过程

第一阶段：通过研究本课题国内外及潍坊市农机行业的现状及发展趋势，根据研究方向搜集整理资料，为整体方案的设计提供资料保障，完成高光无熔痕注塑在企业实施方案的整体论证。

第二阶段：根据第一阶段的整体论证，并通过查阅资料以及根据企业产品的现状，选择合适材料的产品进行高光无熔痕注塑的试验。

第三阶段：利用已有的前期相關产品的研发基础和经验，选择合适的加热方式，完成注塑机的选型和参数匹配。

第四阶段：根据产品结构、材料特点，结合前期设计好的加热方式，完成注塑模具的合理结构设计。

第五阶段：在企业进行高光无熔痕注塑的应用验证，使用本技术进行联合收割机外罩高光无熔痕注塑生产。

4 结语

联合收割机外罩模具在引入高光无痕注塑（RHCM）技术后，达到了以下效果：

（1）有效消除了联合收割机外罩表面的翘曲变形、溶接痕、浮纤等缺陷，彻底解决了联合收割机外罩的表面缩水现象，并大大提高了产品的表面光洁度，取消了喷涂等表面处理工序，经过粗略估算，大约减低产品成本30%。

（2）模温机等控温方法的引入，大大加快了开合模速度，减少了产品的成型时间，缩短交货周期接近40%。

（3）高光无熔痕注塑的应用，降低了产品缺陷率，减少了后续表面处理工序，缩短了交货期，减少了水电成本，消除了喷涂污染，很好的达到了节能减排的目的，实现了绿色生产，具有显著的社会效益和经济效益，可以在模具行业中深入应用并推广。

参考文献：

[1]李熹平（导师：赵国群）.快速热循环注塑模具及工艺关键技术研究[D].山东大学博士论文，2010，11（25）.

[2]任建香.快速热循环注塑模具及工艺关键技术研究[J].电子世界，2014，05（30）.